水声通信复习过程

第1篇一、实验目的1. 理解水声阵列的基本原理和组成。

2. 掌握水声阵列的布设方法和数据采集技巧。

3. 学习水声信号的接收、处理和分析方法。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理水声阵列是一种利用水声波进行信息传输和探测的设备。

它由多个水声换能器（接收器和发射器）组成，通过合理布设和信号处理，可以实现对水下目标的探测、定位和通信。

三、实验仪器与设备1. 水声换能器：发射器和接收器。

2. 水声信号处理器：用于信号接收、处理和分析。

3. 实验水池：用于模拟水下环境。

4. 数据采集设备：用于记录实验数据。

四、实验步骤1. 水声阵列布设a. 根据实验需求，确定阵列的形状和尺寸。

b. 将水声换能器按照设计要求布设在水池中。

c. 确保所有换能器之间的距离和角度符合实验要求。

2. 信号发射与接收a. 使用发射器向水池中发射水声信号。

b. 使用接收器接收水声信号。

c. 记录接收到的信号数据。

3. 信号处理与分析a. 对接收到的信号进行滤波、放大等预处理。

b. 使用相关分析方法计算信号之间的时间差和强度差。

c. 根据时间差和强度差计算目标的距离和方位。

4. 实验结果分析a. 分析实验数据，验证水声阵列的探测性能。

b. 对实验结果进行总结和讨论。

五、实验结果与讨论1. 实验结果通过实验，成功布设了水声阵列，并接收到了水声信号。

通过信号处理和分析，得到了目标的距离和方位信息。

2. 讨论a. 实验结果表明，水声阵列可以有效探测水下目标。

b. 实验过程中，信号噪声对探测结果有一定影响。

c. 需要进一步优化水声阵列的布设和信号处理方法，以提高探测精度。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了水声阵列的基本原理和实验方法。

2. 学会了水声信号的接收、处理和分析技巧。

3. 提高了实验操作能力和数据分析能力。

七、参考文献[1] 张三，李四. 水声阵列技术[M]. 北京：科学出版社，2018.[2] 王五，赵六. 水声信号处理与应用[M]. 北京：国防工业出版社，2019.[3] 李七，刘八. 水声探测技术[M]. 北京：电子工业出版社，2020.第2篇一、实验目的1. 理解水声阵列的基本原理和组成。

浅谈我国水声通信技术的发展及应用赵红光【摘要】现阶段，水声通信作为唯一一种可以在水下进行信息远程传输的通信形式，其在军事和民用的应用上都有着重大的意义，因此，水声通信技术也越来越受到了人们的重视。

本文便对水声通信技术的历史、水声通信技术的现状以及水声通信技术的发展三个方面的内容进行了详细的分析和探析，从而详细的论述了水声通信技术的发展及应用情况。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2015(000)023【总页数】1页(P48-48)【关键词】水声通信技术;发展;应用【作者】赵红光【作者单位】中国人民解放军91439部队，辽宁大连 116041【正文语种】中文世界水下通信技术的雏形是在1914年所研制成功的水声电报系统,之后到了1945年时,美国海军水声实验室又研制成功了应用单边带调制技术的水下电话,其广泛的应用在了潜艇之间的通信工作中。

到了二十世纪的七十年代,电子信息技术得到了十分迅速的发展,数字调制技术也应用在了新一代的水声通信系统中,由于其采用了纠错编码技术,数据传输的稳定性就得到了极大提升,同时其也能够对频域和时域上的信道畸变进行补偿。

之后又相继出现了各种采用快速解调的算法,其中,频移键控调制、相移键控调制和幅移键控调制是行业中最主流的三种数字调制技术,其简称分别为FSK、PSK和ASK。

随着用于空间无线电衰落信道技术的快速发展,水声通信的下一代系统对数字编码的数据采用的方式也随之发展成频移键控的方式,其并不是相位检测的算法,而是能量检测的算法,频移键控系统对于信道的频率和时间是具有较为稳健的特性的。

采用数字技术有两大优势,第一,它是可以应用纠错编码技术的,传输的可靠性得到了提升;第二,其可以对信道混响进行频率和时间上的补偿。

随着我国处理器技术的不断发展,又相继出现了很多种频移键控算法,调制的速率得到了很大提升。

而从本质上讲,与早期的系统相比,这些非相干的FSK调制解调器与其是类似的,其也有效的提升了硬件设计的水平。

现代通信原理教学要求第一章绪论1通信、通信系统的定义；通信：从一地向另一地传递消息（信息或消息的传输和交换）；通信系统：实现消息传递所需的一切技术设备和信道的总和称为通信系统2•通信系统的一般模型及各框图作用；信息源：消息的发源地，把各种消息转换成原始电信号（称为消息信号或基带信号）。

发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。

信道：传输信号的物理媒质。

噪声源：不是人为加入的设备，而是信道中的噪声以及通信系统其它各处噪声的集中表示。

接收设备：功能是放大和反变换（如滤波、译码、解调等），其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复原始电信号。

受信者（信宿）：传送消息的目的地。

（将原始电信号还原成相应的消息）。

3•基带信号、频带信号、模拟信号、数字信号的含义；基带信号：信息源把各种消息转换成原始电信号的信号。

频带信号（带通信号）：（经过调制以后的信号称为已调信号，特点：携带信息，适合在信道中传输）信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频。

模拟信号（连续信号）：凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），称为模拟信号。

数字信号（离散信号）：凡信号参量只可能取有限个值，称为数字信号。

信源编码与译码：信源编码的作用是提高信息传输的有效性，完成模/数（A/D）转换；信源译码是信源编码的逆过程。

信道编码与译码：数字信号在信道传输时会因为各种原因产生差错，为了减少差错则在信息码中按照一定的规则加入监督码，组成抗干扰编码，接收端译码器则按照一定规则解码，发现错误或纠正错误，从而提高心态的抗干扰能力（提高可靠性）。

数字调制与解调：数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的频带信号。

数字解调就是采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。

同步：同步是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。

（载波同步、位同步、群同步和网同步）。

数字通信的主要特点：（1）抗干扰能力强而且噪声不累加；（2）差错可控；（3）易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网；（4）易于集成化，从而使通信设备微型化；（5）易于加密处理，且保密强度高。

中考物理（苏科版）复习九年级下册第17章《电磁波与现代通信》教案及练习九下第17章《电磁波与现代通信》：信息与信息传播（第1课时）[学习目标]1、知道信息的定义，了解人类特有的信息有哪三种。

2、通过大量的图片，生动活泼地展现知识3、培养学生的动手能力和创新意识，培养学生收集和处理信息的能力，进一步培养学生的信息素养。

[学习重点] 信息和信息传播活动的五次巨大变革。

[学习难点] 自制有线电报机与接收机。

[学法指导] 自学、关键点拨、练习巩固等相结合。

[学习过程]一、导入谈话：放映一段录像（学生上课举手、汽车转向灯亮、电话铃声响、电视广告等）问：在刚才的录像中你知道哪些信息？对学生的回答给予肯定问：你还能说出生活中一些例子来说明信息无处不在吗？问：那什么叫信息呢？二、自学自测：自主学习文本，完成自测作业学生预习成果展示：欧姆定律能够解决生活中的哪些问题？1.信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：_________________、文字的诞生、__________________、_______________、___________________。

2.信息与生活密不可分，如天空乌去密布，标志着大雨可能降临；上课时，同学们举手，标志着________________________。

3.下列不属于早期信息传播工具的是（）A.可视电话B.在古代每隔一定的距离会设置一个驿馆C.飞鸽传书D.以前有急事时，经常会用的电报4.下列传播信息的方式中，传递信息的速度最快的是（）A．利用古代的驿站的形式传播B．利用发电报的形式传递信息C．利用打电话的形式传播D．飞鸽传书三、互学互助：小组合作探究，课堂展示成果问：信息是各种事物发出的有意义的消息，是不是所有的信息都有实际意义呢？问：那怎么才能让信息有实际意义呢？问：早期的信息传播工具有哪些？再介绍一些早期的传播工具：海军用的手旗、灯光、擂鼓、鸣金、风筝邮、以邮行与以次行让学生阅读“生活、物理、社会”设计：请同学们利用桌上的实验器材设计一个电路，分别在自己一方按下开关时，对方一侧的电灯就会发光。

通信原理复习题一、填空题1、数字通信的有效性用 衡量，可靠性用 衡量。

2、广义平稳随机过程的数学期望，方差与___________无关，自相关函数只与时间差有关。

3、为了消除码间干扰，基带传输系统的传输函数，即乃奎斯特第一准则为ss is T T T i H πωπω≤=+∑,)2(，其对应的冲激函数为___________。

4、部分响应系统的最高频带利用率为___________。

5、PCM30/32路基群系统中，帧长为___________比特；帧同步信号在第___________时隙传输。

6、十六进制符号速率为800波特，则信息传输速率为___________。

7、已知相对码为10110101，则对应的绝对码为___________。

8、在相同符号速率条件下，对于2ASK 、2FSK 、2PSK 数字调制方式中频带利用率最低的是___________。

9、一个八进制数字传输系统，若码元速率为2400Baud ，则该系统的最大可能信息速率为_____。

10、一个离散信号源每毫秒发出4种符号中的一个，各相互独立符号出现的概率分别为1/8、1/8、1/4、1/2，该信源的平均信息量为_____，平均信息速率为_____。

11、功率信号的自相关函数和其能量谱密度是_____关系。

12、设X 是a=0，σ=1的高斯随机变量，则随机变量Y=cX+d 的概率密度函数为______，其中c ，d 均为常数13、平稳随机过程的统计特性不随时间的推移而不同，其以为分布与_____无关，二维分布只与_____有关。

14、调制信道分为_____和_____，调制信道包括_____，媒质，_____。

15、连续信道香农公式可表示为_____，当信道带宽趋于无穷大时，信道容量趋于_____。

16、AM 系统在_____情况下会出现门限效应。

17、已知信息代码为100000000010000011，其对应的HDB3码为_____。

浅海水声网络1.摘要水声网络通常由通过水声相连的海底传感器节点，自主无人航行器及与岸基站点进行无线通信的网关海面站点构成。

该网络服务质量受声传输信号低带宽，低声速导致的高延时和高环境噪声所限。

其长期设计目标是能够提供基于网络链接的自组网络，通过最优化系统参数自主适应环境。

本文考虑了最小化能耗约束，最优化吞吐和可靠性条件下设计浅海水声网络的诸多方面问题。

2.引言近二十年来，水声通信技术取得了显著进步。

高速可靠通信系统的实现使得海底坐地传感器与水下自主航行器等水下节点间实时点对点通信成为可能。

当前研究热点主要集中在应对环境数据采集、近海探测、污染检测与军事侦察等应用的网络多链路协同领域。

海底或海监测的传统方法包括传感器布放，实验数据记录和试验设备回收。

该方法存在诸多不足：实验记录数据需在长达数周的实验任务结束后获取；海底设备与岸基用户间无法进行信息交互，因此，当某区域出现感兴趣事件时无法进行系统重配置；如果设备在回收前出现错误，那么数据采集过程将停止或所有数据可能丢失。

特定海域长期实时观测最理想的解决途径将诸多测量设备通过无线链路连接成网络结构。

最基本的水下声学网络由类似固定节点与水下自主航行器等节点间的建立的双工水声通信所组成。

该网络将与海面站点相连，并借助该站点采用RF链路与远程陆上节点如Internet 网络相连接。

岸基多用户能够从远距离水下设备实时获取数据，评估已获取的数据，并可对单个设备发送控制信息。

由于数据不再储存在水下设备中，因此可以避免数据丢失，也能通过网络重配置得以绕开失效节点水声网络的最大约束是有限能源支持。

对陆上系统而言，无线调制解调器电池的替换非常简单，但水下无线调制解调器电池替换受航行时间和调制解调器回收时间的制约而显得费时费钱。

因此，对水下应用而言，传输能量显得异常昂贵。

网络协议应通过减少重传次数，降低传输间隔的功耗以及最小化每次传输需求来节省能耗。

在救援与探测任务等水下应用中，需要网络能够不经大规模规划而快速布放。

《数据通信与网络复习》习题及答案（一）第一部分练习题一、填空题1、数据通信中常用的二进制代码有_____________________、_____________________、_______________________和____________________________。

2、国际电报2号码是_______________单位代码。

3、数据通信系统主要由_________________________、__________________________和____________________________ 三部分组成。

4、数据电路由_______________________和__________________________组成。

5、数据链路由_________________________和_______________________ 组成。

6、主机的主要功能是____________________________。

7、若每秒传送N个M进制的码元，则码元传输速率为_________________，信息传输速率为____________________________。

8、数据信号的基本传输方式有_______________________、______________________和__________________________。

9、根据数据电路的传输能力可以有________________________、 ____________________和________________________三种传输方式。

10、数据传输中差错率一般用_________________________、________________________和__________________________ 来定义。

11、信道容量是指_________________________________，其单位为______________ 。

水声通信中的抗干扰算法研究一、引言水声通信作为一种在水下环境中进行信息传输的重要手段，具有广泛的应用前景，如海洋科学研究、水下资源勘探、军事通信等。

然而，由于水下环境的复杂性和特殊性，水声通信面临着诸多干扰因素，如噪声、多径传播、多普勒频移等，这些干扰严重影响了通信的质量和可靠性。

因此，研究有效的抗干扰算法对于提高水声通信系统的性能具有重要意义。

二、水声通信中的干扰因素（一）噪声干扰水下环境中的噪声主要包括海洋环境噪声、船舶噪声、生物噪声等。

这些噪声具有随机性和宽频带特性，会淹没有用信号，导致接收端信号的信噪比降低，从而增加了信号检测和处理的难度。

（二）多径传播干扰由于水下介质的不均匀性和反射特性，水声信号在传播过程中会经历多条不同路径的传播，从而产生多径效应。

多径信号之间的相互叠加会导致信号的时延扩展和幅度衰落，严重影响通信的可靠性。

（三）多普勒频移干扰当发射端和接收端之间存在相对运动时，会产生多普勒频移。

多普勒频移会导致接收信号的频率发生变化，从而破坏了信号的频谱结构，影响了信号的解调和解码。

三、常见的抗干扰算法（一）自适应滤波算法自适应滤波算法是一种根据输入信号的统计特性自动调整滤波器参数的算法。

在水声通信中，常用的自适应滤波算法包括最小均方（LMS）算法、递归最小二乘（RLS）算法等。

这些算法能够有效地抑制噪声干扰，提高信号的信噪比。

（二）多径分集接收算法多径分集接收算法通过对多径信号进行分离和合并，以充分利用多径信号中的能量，提高接收信号的质量。

常见的多径分集接收算法包括等增益合并（EGC）算法、最大比合并（MRC）算法等。

（三）多普勒补偿算法多普勒补偿算法通过对接收信号的频率进行校正，以消除多普勒频移的影响。

常见的多普勒补偿算法包括基于频域的补偿算法和基于时域的补偿算法。

四、新型抗干扰算法的研究进展（一）基于深度学习的抗干扰算法随着深度学习技术的发展，越来越多的研究开始将深度学习应用于水声通信的抗干扰领域。

通信是指在同一地点的双方或多方之间进行迅速有效的信息传递。

来传递各种消息的通信方法就是常说的 电信（即是通信）。

信号一般以时间为自变量，以其某个参变量（如电信号的振幅、频率、相位等）为因变 量。

根据信号的因变量的取值是否连续，可以分为模拟信号和数字信号 。

模拟信号就是因变量完全随自变量而变化的信号，其自变量可以是连续的， 也可以是离散的，但因变量一定是连续的。

数字信号是指信号的因变量和自变量取值都是离散数值的信 号。

通常称数字信号为离散信号。

噪声源信换严角十反耳4信 源r 器匚^道换器匚'宿 模拟通信系统模型信源和信宿。

信源是信息的发出者，信宿是信息的传送终点，也就是信息接收者。

变换器：把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号的设备 信道：是所有信号传输媒介的总称，通常有有线通道和无线通道两种。

反变换器：把信道上接收的信号还原成原来的信息形式。

噪声源：是在实际通信系统中是客观存在的。

以叠加的方式引入。

数字通信系统和模拟通信系统最突出的 缺点就是占用频带宽。

通信系统的指标 主要应从信息传输的 有效性和可靠性两方面来考虑。

有效性是指信息 传输的效率问题，即衡量一个系统传输信息的多少和快慢。

可靠性是指接受信息的准确程度。

俩个指标对系统的要求常常相互矛盾，但可以彼此互换。

在模拟通信系统中，有效性一般用系统的有效传输频带来表示； 可靠性通常用系统的 输出信噪比来衡量的（输出信噪比越高，通信的质量就越好）。

在数字通信系统中，一般用信息传输速率来衡量有效性；可靠性用差错率，即误比特率和误码率来衡量。

数字通信最突出的缺点就是：占用频带宽。

信号是信息的一种电磁表示方法， 它利用某种可以被感知的物理参量，光波强度、频率）等来携带信息。

码元速率（R B ）又称传码率，是指系统每秒传送的码元个数；信息速率 指系统每秒传送的信息量。

一般情况下R B W R b.调制就是使高频信号的某个参数（如幅度、频率或相位）随基波信号发生相应的变化， 其中利用参数来携带信息的高频信号称为载波， 而把基带信号称做调制信号，调制后的信号则称做已调信号。